小口径深孔型腔的电火花线切割加工

陈 平

（中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥 230088）

在电火花线切割加工中，经常要切割一些小口径深孔型腔零件。这类零件不仅尺寸精度要求高，且口径小，加工难度大，尺寸也难以控制，是电火花线切割加工中典型的加工难题。经过多年来的深入探讨和研究，总结了一些方法和经验，希望与大家一起分享。

以加工过的一种深孔型腔零件（图1）为例，通过对工艺文件分析、改变装夹方法、优化加工路径、调整加工参数等方面的不断完善，最终加工出符合图纸要求的产品零件。

图1 深孔型腔零件图

1 现状分析

如图1 所示，该波导零件材料为铝，长155 mm，按要求在中间切割（2.36±0.02）mm×（4.85±0.02）mm 的方孔，保证与中间波导身的对称度为0.1 mm，表面粗糙度为Ra1.6 μm，穿丝孔由电火花加工而成。由于该零件属于小口径深孔型腔零件，法兰端面与波导身垂直度的误差较大，如果加工时用法兰端面定位，会增加垂直度校调的难度，口径对称度很难保证。由于加工初期没有经验，只按正常步骤加工，在加工过程中多次出现了短路、断丝、不导电等现象，且加工出来的口径尺寸不规则，误差较大（图2）。

图2 不规则口径图

2 解决措施

为解决上述问题，采取以下措施加以改进：

（1）改变装夹方法

要想达到加工要求，首先要在装夹上下功夫，为此设计了如图3 所示的装夹工装。

图3 工装图

先把工装毛坯按设定位置打好螺钉孔并攻丝，把工装装夹在机床上，校调完成后，找正中心基准，在工装上切割安装凹槽，尺寸与波导身一致，单边留有配合间隙0.01 mm，深度超出波导身一半即可。然后，用专用小压板把波导零件固定在工装上。波导安装好后，其中心不仅能与机床中心相互重合，且波导身变形也小，在中心切割出来的方孔与波导身的对称度完全符合图纸要求。

（2）优化加工路径

在加工此类细长零件时，由于加工口径尺寸小，打穿丝孔（直径2 mm）后单边留有余量较少，加工时易产生让丝现象，造成加工短路或加工尺寸不准确。因此，为了保证顺利切割，在切割引入程序时要反复多切割几次，降低加工效率，待放电稳定后再按程序正常加工。在加工过程中，为了防止落料造成二次放电，还应在程序适当位置设置暂停（图4）。

图4 加工路径图

针对此类小口径零件，还可选择无废料加工方式，加工中的废料变成粉末被加工液带走，加工相对安全，但该方法所需时间太长，从经济效益考虑一般得不到广泛应用。

（3）尺寸控制措施

由于该零件尺寸较长，粗加工后的尺寸精度不能很好地控制，往往造成中间尺寸比两端口径尺寸小，俗称腰鼓现象（图5），这样便达不到图纸要求，所以必须经过半精加工和精加工，同时增加电极丝的张力，以达到修正波导口径尺寸的目的。

图5 加工尺寸腰鼓图

3 注意事项

在实际加工过程中需注意：中间的穿丝孔要用细长钻头从两端加工，而不能用电火花加工。因为电火花加工是通过火花放电加工成形，在孔内壁易形成一层氧化膜，线切割时导电性能差，会造成切割困难；在加工中还需合理修改加工参数，并增加喷水压力，以提高加工稳定性，达到最佳加工效果。